一种软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法技术

软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法：对隧道施工区间前方路段收集现有工程资料，并进行地质素描；施工中使用隧道地震波法对软土地区盾构隧道前方掌子面进行不良地质体和障碍物的初探，探测有无异常区段；对探测出的异常区段，使用电阻率成像法进行补充探测，确定异常区段是否真实存在障碍物；若障碍物为金属管线，则再通过磁梯度法精确探测障碍物具体位置；若障碍物为非金属障碍物，则使用跨孔电阻率法进行精确探测；综合分析预报结果，依据金属管线或非金属障碍物的具体位置，提出施工方案和解决措施。本发明专利技术将隧道地震波法、电阻率成像法和磁梯度法或跨孔电阻率法相结合对软土地区隧道掌子面进行超前地质预报，很好的解决地勘精度的问题。很好的解决地勘精度的问题。很好的解决地勘精度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法


[0001]本专利技术涉及一种超前地质预报综合物探法。特别是涉及一种软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市化进程的加快，城市地铁建设逐渐升温，除了一线城市外的许多二、三线城市也在积极规划或申请地铁项目，城市地铁将迎来大发展时期。然而，城市地铁在修建的过程中往往会遭遇许多不良地质情况，这些不良地质情况如果没有得到及时的排查，很可能会导致围岩崩塌、路面沉降和突涌水等地质灾害的发生，严重影响施工进度和地铁施工安全。
[0003]盾构隧道超前地质预报是城市地下工程施工必要的技术措施，主要是对地层岩性、断层及破碎带、不良及灾害地质、地下水特征四个方面进行预报。做好超前地质预报能让施工人员提前了解隧道施工掌子面前方围岩情况，预判可能存在的施工风险。
[0004]软土地区具有高含水率、高压缩性、高灵敏度、高触变性、高孔隙率、低密度、低强度、低渗透性、低承载力等特性。在软土地区隧道工程施工过程当中，若未对隧道前方地层的工程特性进行详细、系统地研究，可能在施工中引起一系列的工程问题。同时由于软土地区的地层因素、勘察精度因素以及超前地质预报技术方法本身局限因素，现有的超前地质预报方法，如：工程地质调查法、超前水平钻孔法、BEAM法、激化极化法、地质雷达法、超前钻探预测法等，都是根据一次检测的结果进行判断，在软土地区地质预报过程中很容易造成误判、漏判的情况。因此，现有的单一检测超前地质预报法进行地质预报已经无法满足软土地区地质预报精度要求，所以需要结合多种超前地质预报方法，提出一种能够满足软土地区盾构隧道超前地质预报探测要求的综合方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，提供一种可以准确的测得异常区间的具体位置和金属管线赋存状态的软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法，在隧道施工过程中进行如下步骤：
[0007]1)对隧道施工区间前方路段收集现有工程资料；
[0008]2)根据收集的现有工程资料进行地质素描，包括绘制隧道掘进路段的地质构造图；
[0009]3)施工中使用隧道地震波法对软土地区盾构隧道前方掌子面进行不良地质体和障碍物的初探，探测有无异常区段，如果没有异常区段，则继续进行隧道施工，如果有异常区段则进入步骤4)；
[0010]4)对探测出的异常区段，使用电阻率成像法进行补充探测，确定异常区段是否真
实存在障碍物，若不存在障碍物，则继续进行隧道施工；若存在障碍物，则进入步骤5)；
[0011]5)若障碍物为金属管线，则再通过磁梯度法精确探测障碍物具体位置；若障碍物为非金属障碍物，则使用跨孔电阻率法进行精确探测；
[0012]6)综合分析预报结果，依据金属管线或非金属障碍物的具体位置，提出施工方案和解决措施，包括：若存在非金属障碍物，施工人员提前做好清除非金属障碍物的准备，避免影响隧道正常施工；若存在深埋金属管线，在保证隧道正常施工的提前下更改金属管线位置或微调隧道施工路线。
[0013]本专利技术的一种软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法，有益效果在于：
[0014]将隧道地震波法、电阻率成像法和磁梯度法或跨孔电阻率法相结合对软土地区隧道掌子面进行超前地质预报，可以很好的解决地勘精度的问题，通过地震波法初探异常区间，通过电阻率法对异常区间位置进行判断，最后通过磁梯度法对金属管线进行探测或跨孔电阻率法对其他障碍物进行探测，可以准确的测得异常区间的具体位置和金属管线赋存状态。
[0015]电阻率成像法探测金属管线精度不高，只能确定管线中心点位置，适合长距离检测，成本较低，不需要在地表进行深度钻孔；而磁梯度法可以很好探测出金属管线具体深度和大小，不适合沿隧道掘进方向进行长距离探测；在金属管线探测过程中，综合预报技术采用电阻率法先行探测，再通过磁梯度法进行细探，从粗到细，确保探测精度。若电阻率法探测出障碍物为非金属管线，则再选择跨孔电阻率法进行精确探测，从而很好的解决了目前存在的软土地区地勘精度的问题。
附图说明
[0016]图1是本专利技术一种软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法的流程图；
[0017]图2是本专利技术中隧道地震波法操作原理图；
[0018]图3是本专利技术中电阻率成像法电极排列图；
[0019]图4是本专利技术中磁梯度法操作原理图；
[0020]图5是本专利技术中跨孔电阻率法操作原理图。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例和附图对本专利技术的一种软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法做出详细说明。
[0022]如图1所示，本专利技术的一种软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法，在隧道施工过程中进行如下步骤：
[0023]1)对隧道施工区间前方路段收集现有工程资料；
[0024]所述的现有工程资料，包括：地形地貌图，地层岩性图，地质构造图，水文地质图以及物理地质图，确定隧道掘进路段地层土质状况，确定是否存在深埋金属管线或非金属障碍物。
[0025]2)根据收集的现有工程资料进行地质素描，包括绘制隧道掘进路段的地质构造图；
[0026]3)施工中使用隧道地震波法对软土地区盾构隧道前方掌子面进行不良地质体和
障碍物的初探，探测有无异常区段，如果没有异常区段，则继续进行隧道施工，如果有异常区段则进入步骤4)；
[0027]所述的隧道地震波法具体实施：如图2所示，在临近掌子面的一侧隧道壁上钻26个1.5m深的孔，其中24个为炮孔，2个为检波器孔：标记为R
‑
1和R
‑
2，两个检波器孔的距离为20m，分别用直耦合和黄泥耦合方式安装检波器，在隧道另一侧对称位置同样钻两个检波器孔：标记为R
‑
3和R
‑
4,利用50g炸药在炮孔中激发，采集得到各检波器孔所接收到的地震数据，根据地震数据结果判断该区段有无异常。
[0028]4)对探测出的异常区段，使用电阻率成像法进行补充探测，确定异常区段是否真实存在障碍物，若不存在障碍物，则继续进行隧道施工；若存在障碍物，则进入步骤5)；
[0029]所述的电阻率成像法具体实施：在探测区域地表等间隔铺设采集电极，使用地面电极采集装置进行采集，如图3所示，设电极M为总电极，电极N1
‑
N96为测量电极，两电极间距为1m，测线总长度95m，铺设完成后，采集数据时，所有电极通过多芯电缆线接至地面电极采集装置，打开地面电极采集装置采集电阻率数据，地面电极采集装置将采集的实际数据反演成像得到电阻率成像剖面，根据电阻率成像剖面确定是否存在障碍物，以及障碍物是否为金属管线。
[0030]5)若障碍物为金属管线，则再通过磁梯度法精确探测障碍物具体位置；若障碍物为非金属障碍物，则使用跨孔电阻率法进行精确探测；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法，其特征在于，在隧道施工过程中进行如下步骤：1)对隧道施工区间前方路段收集现有工程资料；2)根据收集的现有工程资料进行地质素描，包括绘制隧道掘进路段的地质构造图；3)施工中使用隧道地震波法对软土地区盾构隧道前方掌子面进行不良地质体和障碍物的初探，探测有无异常区段，如果没有异常区段，则继续进行隧道施工，如果有异常区段则进入步骤4)；4)对探测出的异常区段，使用电阻率成像法进行补充探测，确定异常区段是否真实存在障碍物，若不存在障碍物，则继续进行隧道施工；若存在障碍物，则进入步骤5)；5)若障碍物为金属管线，则再通过磁梯度法精确探测障碍物具体位置；若障碍物为非金属障碍物，则使用跨孔电阻率法进行精确探测；6)综合分析预报结果，依据金属管线或非金属障碍物的具体位置，提出施工方案和解决措施，包括：若存在非金属障碍物，施工人员提前做好清除非金属障碍物的准备，避免影响隧道正常施工；若存在深埋金属管线，在保证隧道正常施工的提前下更改金属管线位置或微调隧道施工路线。2.根据权利要求1所述的一种软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法，其特征在于，步骤1)所述的现有工程资料，包括：地形地貌图，地层岩性图，地质构造图，水文地质图以及物理地质图，确定隧道掘进路段地层土质状况，确定是否存在深埋金属管线或非金属障碍物。3.根据权利要求1所述的一种软土地区盾构隧道超前地质预报综合物探方法，其特征在于，步骤3)所述的隧道地震波法具体实施：在临近掌子面的一侧隧道壁上钻26个1.5m深的孔，其中24个为炮孔，2个为检波器孔：标记为R
‑
1和R
‑
2，两个检波器孔的距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼一勋，程雪松，王瑞坤，郑刚，杨文强，雷亚伟，孙颜顶，郭景琢，周强，
申请(专利权)人：中国建筑第二工程局有限公司中国建设基础设施有限公司，
类型：发明
国别省市：